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《南京航空航天大学》 2012年
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六自由度工业机器人运动学标定的研究

龚星如  
【摘要】:随着工业机器人的不断发展以及应用领域的日益扩大,工业生产对其性能要求也随之提高。精度作为评价工业机器人性能的重要指标之一,分为重复定位精度和绝对定位精度。目前,工业机器人普遍具有较高的重复定位精度,但其绝对定位精度却尚未满足一些工业生产的需求。因此,探索出一种提高绝对定位精度的方法成为一项提高工业机器人性能的关键技术。本文结合六自由度工业机器人的结构特点,基于激光跟踪仪测量系统,应用运动学标定的方法提高了工业机器人的绝对定位精度,使其满足工业生产的要求。本文主要研究内容如下: (1)建立了运动学模型。根据TX90XL型工业机器人本身的结构特点,采用经典的D-H建模方式对机器人的各关节建立坐标系,完成了运动学正分析和逆分析,并且以MATLAB为软件平台进行了仿真验证。 (2)提出了运动学标定方法。首先,采用修正的D-H模型,综合考虑坐标系不重合问题,基于微分变换思想推导出了机器人定位误差模型。然后,采用最小二乘法辨识出误差模型中的各项参数误差。最后,采用预补偿的方式,根据各项参数误差修正机器人控制器中的指令位置实现误差补偿,从而提高了机器人的定位精度。 (3)实验验证了运动学标定方法的可行性。根据提出的运动学标定方法,对TX90XL型工业机器人进行了实验验证。实验结果表明,采用提出的运动学标定方法后可使该机器人的绝对定位精度提高87.23%。此外,对KR150-2型工业机器人应用该方法完成实际制孔试验,制孔精度满足应用时不大于0.5mm的要求。 本文研究成果提高了工业机器人的定位精度,对工业机器人技术水平的提高具有重要意义。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP242.2

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【参考文献】
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